建筑施工第四章混凝土结构工程

1、第四章 混凝土结构工程 工艺过程：水泥、砂石、水、外加剂配制、搅拌钢筋加工、安装模板制作、安装浇筑砼养护拆模清理第一节 模板工程一、模板系统的组成、作用及要求1、组成：（1）模板（2）支撑系统（3）紧固件 （1）模板：主要是使结构构件形成一定的形状和承受一定的荷载。2、作用：（2）支撑系统：保证结构构件的空间布置，同时也承受和传递各种荷载，并与紧固件一起保证整个模板系统的整体性和稳定性。（3）紧固件：保证整个模板系统的整体性和稳定性。3、模板系统的基本要求：（1）应保证结构和构件各部分形状、尺寸和相互位置正确。（2）要有足够的承载力、刚度和稳定性，并能可靠地承受新浇筑混凝土的自重荷载、侧压力及

2、施工荷载，不致发生不允许的下沉与变形。（3）构造要简单，装拆方便，并便于钢筋的绑扎与安装，有利于混凝土的浇筑及养护。（4）模板接缝严密，不漏浆。二、模板的分类1、按所用材料分：（1）木模板： 重量轻，制作、改制、装拆、运输均较方便，一次投资少，但易开裂、翘曲与变形，周转次数少。（2）胶合板模板： 除具有木模板的优点外，还有平面尺寸大，质轻，表面平整，可多次使用。（3）组合钢模板 工具式模板，装拆方便，表面光滑，不易变形，经久耐用，但一次投资大，易腐蚀，不易改制。（4）钢筋混凝土模板和钢丝网水泥模板： 在施工时充作模板，完工后成为结构本身的一部分。（5）塑料模板与铝合金模板 质轻耐用，装拆方便，

3、可多次使用，但造价贵，很少使用。2、按施工方法分：（1）现场装拆式模板： 由预制定型配件组成，在施工现场进行安装，但浇筑混凝土达到拆模强度后，即可拆除，经修理后再周转使用。（2）移动动式模板： 由预先按特定的结构形式做成，随工程进行而垂直或水平移动，工程结束后拆除。它又可分为滑升式、提升式、移动式。 （3）固定式模板：3、结构类型分类1、基础模板：高度小而体积较大2、柱模板：断面尺寸不大但比较高3、梁模板：跨度较大而宽度不大 4、楼板模板，面积大，厚度一般不大，横向侧压力很小。 5、墙体模板，高度大而厚度小，主要是承受混凝土的侧向压力。 6、楼梯模板：楼梯模板要倾斜支设，且要能形成踏步。三、现

4、浇结构模板的拆除（一）拆除模板时混凝土的强度1、不承重的模板，其混凝土强度应在其表面及棱角不致因拆模而受损坏时，方可拆除。2、承重模板应在混凝土强度达到所规定的强度时，方能拆除 （二）模板的拆除顺序和方法 模板的拆除顺序一般是先非承重模板，后承重模板；先侧板，后底板。 大型结构的模板，拆除时必须事前制订详细方案。一、组合模板组合模板拆装方便，轻便灵活，可用人力拆装、搬运，应用广泛 1.板块模和角模板块模：钢模板、钢框木模板，由面板、边框和纵横肋组成 图4-1 组合钢模板a)板块b)用组合钢模板拼装的附壁柱模板图4-2 钢框竹(木)胶合板模板角模：分为阴角模和阳角模，用于混凝土结构阴阳角的成型

5、包括支撑梁、顶板模板的钢管支撑、支撑桁架、梁托架；支撑墙模板的斜撑、支撑梁等 2.支撑图4-3 定型组合模板的支撑a)支撑桁架b)钢管顶撑 1-内套钢管 2-外套钢管 3-插销孔 4-插销 5-垫板图4-4 定型组合模板的支撑c)梁托架图4-5 定型组合模板的支撑二、大模板 大模板是一种工具式模板,一般一块墙面用一块大模板。其重量大，装拆皆需起重机械吊装，但可提高机械化程度，减少用工量和缩短工期 由面板、支撑系统、操作平台组成 图4-6 大模板构造示意图1-面板2-次肋3-支撑桁架4-主肋5-调整水平用的螺旋千斤顶6-调整垂直用的螺旋千斤顶7-栏杆8-脚手板9-穿墙螺栓10-卡具 三、其他模板

6、加工容易，表面平整，自重轻，节省木材 1.复合木模板在建筑物底部组装高1.2m左右的滑升模板，向模板内浇注混凝土，用液压提升设备使模板不断地沿埋在混凝土中的支承杆向上滑升，直到需要浇筑的高度为止用于浇注高耸的构筑物和建筑物，如电视塔、烟囱、冷却塔等 2.滑升模板主要用于浇注平板式楼板或带边梁的楼板的工具式模板，一般是一个房间一块台模。浇注混凝土达到规定强度后，将台模推出放在临时挑台上，用起重设备吊至上一层或其他施工段3.台模利用台模可以省去拆装模板的时间，能加快施工速度，但一次性投资较大 1-支腿；2-可伸缩的横梁；3-檩条；4-面板；5-斜撑图4-7 台模 永久模板指在施工时起模板作用，而不

7、再拆去，成为结构的组成部分之一的模板。常用的有异形金属薄板、预应力混凝土薄板 4.永久模板第二节 钢筋工程 钢筋连接的方法有绑扎、焊接和机械连接3种 一、钢筋焊接 (1)原理：利用对焊机使两段钢筋接触，通过低电压的强电流，待钢筋被加热到一定温度变软后，进行轴向加压顶锻，形成对焊接头(2)适用范围：用于钢筋纵向连接以及预应力钢筋和螺丝端杆锚具的连接 1.闪光对焊2.电弧焊(1)原理：利用弧焊机使焊条和焊件之间产生高温电弧，使焊条和焊件燃烧范围内的焊件融化，待其凝固便形成焊缝或接头(2)适用范围：用于钢筋接头、钢筋骨架焊接、钢筋和钢板的焊接，各种钢结构焊接(3)接头形式：搭接焊(单面焊或双面焊)、

8、帮条焊(单面焊或双面焊)、剖口焊(平焊或立焊)图4-8 钢筋电弧焊的接头形式a)搭接焊接头图4-9 钢筋电弧焊的接头形式b)帮条焊接头c)立焊的坡口焊接头d)平焊的坡口接头图4-10 钢筋电弧焊的接头形式3.电渣压力焊(1)原理：利用电流通过两根钢筋端面的间隙，在焊剂层下形成电弧过程和电渣过程，产生电弧热和电阻热，熔化钢筋，加压完成(2)优点：节省钢材、工效高、成本低(3)适用范围：竖向和斜向(倾斜度在4 1范围内)钢筋的接长 4.电阻点焊(1)原理：电阻点焊是将两根钢筋安放成交叉叠接的形式，压紧于两电极之间，利用电阻热熔化钢筋，加压形成焊点 (2)适用范围：小直径钢筋的交叉连接 (1)原理：

9、利用乙炔氧气混合气体燃烧产生的高温火焰，对钢筋的对接处加热,使钢筋产生塑性变形，然后加压完成(2)适用范围：各种方向的钢筋连接5.气压焊二、机械连接(1)不受钢筋化学成分的影响(2)不受气候影响(3)操作方便、质量稳定、施工速度快(4)无明火1.优点钢筋套筒挤压连接是将变形钢筋插入特制钢套筒内，利用挤压机进行挤压，使钢套筒产生塑性变形，套筒内壁紧紧咬住变形钢筋而实现连接 2.种类(1)钢筋套筒挤压连接图4-11 钢筋径向挤压连接原理图1-钢套筒; 2-被连接的钢筋在钢套筒内壁加工出锥螺纹，钢筋的对接端头也加工出相匹配的螺纹，连接时，将钢筋旋入套筒，再用扭距扳手扭至规定扭距 (2)锥螺纹套筒连接

10、墩粗直螺纹：先将钢筋端部墩粗，然后用套丝机削出直螺纹，旋入内壁带有相匹配螺纹的套筒内滚压直螺纹：利用滚丝机在钢筋端部压出螺纹，滚压时钢筋产生塑性变形，可提高钢筋强度 (3)直螺纹套筒连接三、钢筋绑扎 钢筋绑扎即将相互搭接的钢筋用细铁丝绑扎在一起。钢筋绑扎应符合混凝土结构工程施工质量验收规范 第三节 混凝土工程 一、混凝土配制强度的确定为保证配制出的混凝土95%达到设计强度，需按下式确定混凝土的配制强度 fcu,0fcu,k1.645式中 fcu,0：混凝土施工配制强度 (N/mm2)fcu,k：设计的混凝土强度标 准值(N/mm2)：施工单位的混凝土强度 标准差(N/mm2)的计算 1.当施工

11、单位有近期的同一品种混凝土强度的统计资料时，可按下式计算 22,1cu ifcufNN式中 fcu,i：统计周期内同一品种混凝 土第i组试件强度(N/mm2) fcu：统计周期内同一品种混 凝土N组强度的平均值 (N/mm2)N：统计周期内相同混凝土强度 等级的试件组数，N25当混凝土强度等级为C20或C25时，如计算得到的2.5N/mm2 ，取2.5 N/mm2；当混凝土强度等级高于C25时，如计算得到的3.0N/mm2，取3.0N/mm22.施工单位如无近期同一品种混凝土强度统计资料时，可按下表取值 混凝土强度等级低于C20C25C35高于C35 (N/mm2)4.05.06.0表3-3-

12、1 混凝土强度标准差二、混凝土搅拌机的选择混凝土搅拌机按其搅拌原理，可分为自落式搅拌机和强制式搅拌机1.混凝土搅拌机的分类自落式搅拌机 搅拌筒内壁焊有弧形叶片，当搅拌筒绕水平轴旋转时，弧形叶片不断将物料提高到一定高度，然后物料自由下落而互相混合。各种骨料的重量不同,因而下落的时间、落点和滚动距离不同，从而达到搅拌混合的目的 搅拌筒内装有转动的叶片，这些叶片转动时推动骨料，强制骨料发生环向、径向、竖向运动，从而达到均匀混合的目的 强制式搅拌机图4-12 混凝土搅拌原理图a)自落式搅拌；b)强制式搅拌1-混凝土拌合物；2-搅拌筒；3-叶片；4-转轴自落式强制式鼓筒式双锥式立轴式卧轴式(单轴、双轴)

13、反转出料倾翻出料涡浆式行星式定盘式盘转式表4-2 混凝土搅拌机类型强制式搅拌机的搅拌作用比自落式搅拌机强烈，宜于搅拌干硬性混凝土和轻骨料混凝土；自落式搅拌机多用于搅拌塑性混凝土 2.适用范围三、混凝土搅拌制度的确定 主要包括搅拌时间、投料顺序和进料容量的确定 混凝土的搅拌时间指从原材料全部投入搅拌筒起，到开始卸料为止的时间1.混凝土搅拌时间混凝土搅拌时间不宜过长也不宜过短，过短混凝土搅拌不均匀；过长不经济也不合理为保证混凝土的质量，混凝土结构工程施工及验收规范中规定混凝土最短搅拌时间 混凝土坍落度(mm)搅拌机机型搅拌机出料量(L)50030强制式6090120自落式9012015030强制式

14、606090自落式9090120表4-3 混凝土搅拌的最短时间(s)表中的最短时间是按一般常用搅拌机的回转转速确定的，不允许用超过混凝土搅拌机说明书规定的回转转速进行搅拌，以缩短搅拌时间 常用的投料顺序有一次投料法、二次投料法和裹砂石法 2.投料顺序一次投料法是在上料斗中先装石子，再加水泥和砂子，然后一次搅拌完成。水泥加在石子和砂子之间，可减少水泥飞扬，也可减少水泥粘壁 (1)一次投料法二次投料法中，骨料分两次投入、两次搅拌完成，又分为预拌水泥净浆法和预拌水泥砂浆法 (2)二次投料法预拌水泥净浆是先将水泥和水搅拌均匀，再加石子、砂子搅拌完成预拌水泥砂浆是先将水泥、砂子和水搅拌均匀，再加石子搅拌

15、完成二次投料法的优点：节约水泥，提高强度 又称水泥裹砂法，投料顺序为 (3)裹砂石法第一步，加入全部砂子、石子和70%的水，搅拌15 秒，起湿润作用第二步，加入全部水泥，搅拌30秒，起造壳作用第三步，加入余下30%的水，搅拌60秒完成水泥裹砂法的优点：混凝土不易离析，工作性好，提高强度 进料容量是指搅拌前各种材料体积累积起来的容量，又称干料容量可用下式控制投料量 3.进料容量Vj：进料容量，即干料体积之和Vg：搅拌筒的几何容量 Vj/Vg0.220.4式中四、混凝土的运输混凝土运输的基本要求为：不产生分层离析现象；保证浇注时规定的塌落度；保证混凝土初凝前有充足的时间进行浇注和振捣 1.混凝土运

16、输的基本要求(1)分层离析现象匀质的混凝土拌和物，为介于固体和液体之间的弹塑性物体，其中的骨料，在内摩阻力、粘着力和重力的作用下，处于平衡状态，从而在混凝土拌和物中均匀分布,并处于固定的位置 当混凝土在颠簸振动的作用下，粘着力和内摩阻力被消弱，骨料失去平衡状态，在自重的作用下向下沉落，粗细骨料和水泥浆由于质量不同，因而各自聚集在一定的深度，形成分层离析现象 已发生分层离析的混凝土，在浇注前必须进行二次搅拌 普通混凝土从搅拌机中卸出到浇注完毕的延续时间不应超过下表的规定，如需进行长距离运输可选用混凝土搅拌运输车 (2)运输时间的限制混凝土强度等级气温()2525C3012090C309060表4

17、-4 混凝土从搅拌机中卸出到浇筑完毕的延续时间(min)混凝土的运输分为地面运输、楼面运输和垂直运输 2.混凝土运输的分类(1)地面运输：可选用混凝土搅拌运输车，小型机动翻斗车(2)楼面运输：可选用手推车、混凝土布料机、塔式起重机(3)垂直运输：可选用塔式起重机、混凝土泵 混凝土泵是一种有效的混凝土运输和浇注工具，它以泵为动力，沿管道输送混凝土，可以一次完成垂直运输和楼面运输，将混凝土直接输送的浇注地点，是近年来发展较快的混凝土运输方法 混凝土泵和混凝土泵车选用泵送混凝土应注意：石子粒径不可过大；根据泵送高度选择适当的混凝土塌落度 泵送高度(m)30以下306060100100以上坍落度(mm

18、)100140140160160180180200表4-5 不同泵送高度入泵时混凝土坍落度选用值五、混凝土的浇注和振捣混凝土的浇注 (1)施工方案(2)机具的准备和检查(3)了解天气情况(4)检查和清理模板、钢筋、预埋件 (一)1.浇注前的准备工作为保证混凝土质量，混凝土应分层浇注，每层厚度如下表所示 2.浇注厚度和间歇时间(1)分层浇注，分层振捣项次捣实混凝土的方法浇筑层厚度(mm)1插入式振动振动器作用部分长度的1.25倍2表面振动2003人工捣固4(1)在基础或无筋混凝土和配筋稀疏的结构中(2)在梁、墙板、柱结构中(3)在配筋密集的结构中轻骨料混凝土插入式振动表面振动(振动时需加荷)25

19、0200150300200表4-6 混凝土浇筑层的厚度为保证混凝土的浇注质量,混凝土应尽量连续浇注，间歇时间应符合有关规定；如间歇时间超过规定，应设置施工缝 (2)连续浇注施工缝是结构中的薄弱环节，应留置在结构剪力较小，且施工方便的部位 3.施工缝的留置(1)原则柱：宜留在基础顶面、梁或吊车梁牛腿的下面、吊车梁的上面、无梁楼盖柱帽的下面 (2)位置图4-13 柱子的施工缝位置a)梁板式结构；b)无梁楼盖结构梁：和板连成整体的大断面梁，应留在板底面以下2030cm处楼梯：应留在楼梯长度中间1/3长度范围内单向板：应留在平行于板短边的任何位置有主次梁的楼盖：宜顺着次梁方向浇注，应留在次梁跨度的中间

20、1/3跨度范围内 墙：可留在门洞口过梁跨中1/3范围内其他：双向板、大体积混凝土结构、拱、薄壳、多层框架等其他复杂结构，应按设计要求留置施工缝 图4-14 有主次梁楼盖的施工缝位置1-楼板；2-柱；3-次梁；4-主梁在施工缝处继续浇注混凝土时，应除掉水泥薄膜和松动石子，洒水湿润并冲洗干净；先铺抹水泥浆或与混凝土砂浆成分相同的砂浆一层;待已浇注的混凝土的强度不低于1.2N/mm2时才允许继续浇注 (3)施工缝的处理即：清理浇水湿润铺抹水泥砂浆继续浇注 浇注混凝土时，如自由倾落高度过大，粗细骨料和砂浆下落后速度不同，因此有可能造成分层离析。为此，混凝土的自由倾落高度不应超过2m，竖向结构中不应超过

21、3m，否则，应使用串筒、斜槽等下料 4.防止离析(1)大体积混凝土产生裂缝的原因5.大体积混凝土的浇注大体积混凝土往往要求一次连续浇注完毕，且由于水泥量大，水泥产生的水化热量大。由于体积大，水化热聚集在内部不易散出，混凝土内部温度高，表面散热快，温度低，从而形成内外温度差，因而产生温度应力，内部产生压应力，表面产生拉应力。如果温度差过大，则容易在表面产生裂纹 在混凝土内部逐渐散热冷却收缩，由于受到基底或已浇注的混凝土的约束，接触处将产生很大的拉应力。当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度，接触处会产生裂缝，这种裂缝甚至会贯串整块混凝土，危害非常大 为防止大体积混凝土产生裂缝，主要就是降低内外温度差，

22、以降低温度应力。为此，可考虑选用水化热低的水泥；采用人工降温的措施; 避开高温季节施工等 (2)裂缝的防止措施混凝土的振捣常用的混凝土振捣机械有1.内部振动器(二)又称插入式振动器，振捣棒，是最常用的混凝土振捣器械之一图4-15 电动软轴行星式内部振动器 1-振动棒；2-软轴；3-防逆装置； 4-电动机；5-电器开关；6-支座(1)垂直插入(2)应插入下层未初凝的混凝土510cm左右(3)注意插点的分布和间距使用内部振动器应注意以下几点图3-3-5 插点的分布a)行列式；b)交错式又称平板式振动器，主要由于振捣薄型混凝土构件，如楼板、地面 2.表面振动器又称附着式振动器，通常用螺栓等固定在模板

23、外部，产生的振动通过模板传递给混凝土。主要由于振捣断面小、钢筋密的混凝土构件 3.外部振动器主要由于振捣预制混凝土构件4.振动台六、混凝土的养护和出模混凝土浇注完毕，12小时开始养护，混凝土必须养护至强度达到1.2N/mm2以上方可上人 (一)混凝土的养护混凝土浇注后，要及时养护,混凝土中水份蒸发过快，水泥的水化作用不充分，水泥颗粒不能转换为稳定的结晶，缺乏足够的粘结力，从而在混凝土表面出现片状或粉状的剥落，影响混凝土的强度 1.混凝土养护的原理在混凝土尚未具备足够的强度时，水份过早蒸发还会产生较大的收缩变形，出现干缩裂纹，影响混凝土的整体性和耐久性 2.混凝土养护的方法(1)自然养护混凝土自

24、然养护有洒水养护和薄膜覆盖养护(2)加热养护多用于养护预制构件(二)混凝土的出模混凝土养护至一定强度后方可出模。具体强度见下表 结构类型构件跨度(m)达到设计要求的混凝土立方体抗压强度标准值的百分率(%)板2502, 8758100梁、拱、壳8758100悬臂构件100表4-7 现浇结构拆模时所需混凝土强度七、混凝土的质量检查对组成材料和塌落度要进行质量检查，每一工作班至少两次1.拌制和浇注过程中的质量检查检查对象：主要是抗压强度的检查检查方法：检查标准条件下养护28天的边长15cm混凝土立方体试块的抗压强度标准条件：203温度，相对湿度90%以上 2.养护后的质量检查(1)每拌制100盘且不超过100m3的相同配比的混凝土，取样不得少于一次(2)每工作班拌制的相同